无线体域网平台设计及硬件实现.pdf

文档介绍：System Design & Hardware Implement of WBAN
 
By Cai Hao 
Student Number:  1070349057 
Supervisor:   Qian Liang  
           
 
 
A Thesis 
Submitted to Shanghai Jiao Tong University 
for the Degree of 
Master of Engineering 
 
 
 
 
Shanghai Jiao Tong University
无线体域网平台设计及硬件实现

摘  要
随着无线技术的进步,以及传感器技术和嵌入式系统的发展,无线
传感器网络开始进入人们的日常生活,并发挥越来越重要的作用。由于
医疗领域和人们对可穿戴式服务的需求,对 WBAN 网络的研究逐渐成为
现在无线研究的一个热点。 
受限于传感器节点的电池能量供应,能量受限成为 WBAN 最重要的
一个特征,因此设计合理的硬件系统和网络协议来尽可能少的消耗能量
成为了 WBAN 中首要考虑的问题。此外,由于 WBAN 网络的信道多变的
特征,因此需要尽可能的简化网络架构,减少路由信息的转发给整个网
络带来的负担。 
本文首先根据 WBAN 网络的特点,分析了在信道特征和能量消耗两
个方面的特征,提出了 WBAN 网络的设计要求,接着根据 WBAN 网络的
特点,说明类 Mesh 架构是适合于 WBAN 的网络架构。接着根据 WBAN
网络的具体需求和业务应用,设计并实现了具体的硬件平台。对于中央
控制平台,由于需要提供用户交互和视频处理,因此选择 PXA270 和
TMS320DM642 作为核心器件组建硬件平台;对于传感器节点,由于需要
在提供较低的功耗的同时提供强大的运算处理能力,因此选择 MSP430
2420 作为核心构建传感器模块;同时在实现上,选择采集心电,血
氧,温湿度数据作为业务应用。通过完整系统平台的构建,实现了 WBAN
‐I ‐
应用的基本功能。 
在本文的最后,说明了在 WBAN 网络中 MAC 层协议设计的注意事
项和进行无线频谱检测的可能性和意义。

关键词:无线体域网,能量受限,类 Mesh 架构,硬件平台实现
‐II ‐
System Design & Hardware Implement of WBAN  
                            
ABSTRACT 
With the development of wireless technology, as well as sensor
technology and embedded system, wireless work is playing an
increasingly important role in the daily lives. As the need from the medical
field and wearable servicese, the research on the work has e
a hot spot of munication system.
Constrained by the battery size of sensor nodes, limited energy has been
the the most important feature of WBAN, so well-designed hardware systems
work protocols which consume as little as possible energy has e
the primary consideration in WBAN system design. In addition, work
channel characteristics are changeable, so it require as much as possible to
simplify work structure, which can reduce the routing information and
relieve the burden of work.
In this paper, firstly I analyze the channel characteristics and energy
consumption characteristics o